1.一种电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,包括:
将指定电力系统网络划分为不同的子系统,并确定各子系统的内部节点、边界节点和各子系统中与相邻子系统之间的连线;
各子系统分别获取其内部节点的内部量测数据,边界节点的边界量测数据,及边界节点上连接线的量测数据;其中边界节点边界量测数据和连接线量测数据作为与该子系统存在连接的各相邻子系统的共享内容;
各子系统首先获取内部节点的初步状态;然后根据其内部量测并行处理状态估计数据并保持共享数据的同步,且并行处理过程中每次迭代在前代和回代时通过修改共享数据实现区域间数据的交换;最后各子系统并行修正节点状态值;每次迭代结束时各子系统进行收敛判断,若所有子系统均收敛则全部子系统结束计算并分别输出节点的最终状态值;并将所有子系统内部节点的最终状态值作为该指定电力系统的状态估计结果;
所述根据其内部量测并行处理状态估计数据并保持共享数据的同步,且并行处理过程中每次迭代在前代和回代时通过修改共享数据实现区域间数据的交换,具体为:将系统共划分为r个子系统,其中子系统SA和子系统SB为相邻子系统,SA和SB之间有Ln条联络边;SA和SB的边界节点为两个子系统的共享部分,这些节点以及联络边相关的信息存储在服务器上,由两个子系统共同读取和操作;子系统SA的节点集合为{AI,AB},子系统SB节点集合为{BI,BB};其中,AI为子系统SA的内部节点集合;AB为子系统SA中与子系统SB相邻的边界节点集合;BI为子系统SB的内部节点集合;BB为与SA相邻的边界节点集合;
所有子系统的迭代计算是同步的,子系统中在进行各节点的计算过程中,子系统内部节点的各操作仅与本子系统中的节点有关,无需与其它子系统交换数据;
各子系统中边界节点的计算过程,不仅与其内部节点相关,还与相邻子系统的关联节点有关;存在消去关系的节点i、k分别归属于子系统SA、SB,通过联络边i‑k相连;其前代计算方向由i指向k,则子系统SA在进行节点i对k的跨子系统前代计算公式为:其中,G为信息矩阵,Δy为自由向量;
子系统SA获取相邻子系统SB中的Gk,i、Gi,k、Gk,k和Δyk的数值,执行完前代操作后,其计算结果传递给子系统SB;在回代过程中,子系统SB在进行完与节点i相连的节点的回代后将计算结果传递给子系统SA,SA完成节点i的回代计算的公式为:Δxi=Δy'i‑∑G'i,kΔxk i→k,i∈AB,k∈BB
式中,Δxi为状态修正变量,节点i属于子系统SA的边界节点集合AB,节点k属于子系统SB的边界节点集合BB,节点i和节点k在回代过程中存在k向i的消去关系;节点i和k以及联络边i‑k的信息作为子系统SA和子系统SB共享的信息,在前代及回代过程中,两个子系统计算的子块中都保存有其值。
2.如权利要求1所述的电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,所述根据各子系统的内部量测数据进行共享数据保持同步的并行数据处理,获取内部节点的状态估计数据步骤包括:初始化子系统间共享信息子矩阵、自由向量和状态修正量值、共享节点的前代标志位和回代标志位初值;
将共享数据存储于共享存储空间;
各子系统生成信息矩阵子块和自由向量,进行子系统的前代处理、子系统的回代处理和节点状态修正。
3.如权利要求1所述的电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,所述共享数据包括子矩阵的共享值、自由向量的共享值、节点状态修正的共享值、节点的前代标志位、节点的回代标志位和全局共享变量。
4.如权利要求2所述的电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,所述前代及回代步骤包括:前代步骤:
若取内部节点则进行节点规格化和消去操作;
若取边界节点则进行节点规格化、消去操作和共享信息处理,所述信息处理包括判断边界节点是否需要等待相邻区域边界节点完成处理,若是则等待;否则处理该节点并更新此边界节点的共享数据,并修正该节点前代标志位;
回代步骤:
若取内部节点则计算该节点状态修正量并判断该节点修正量是否大于节点状态修正量初值,若大于则替换该初值;
若取边界节点则判断边界节点是否需要等待相邻区域边界节点完成处理,若是则等待;否则计算该节点状态修正量,修正该节点回代标志位,并判断该节点修正量是否大于节点状态修正量初值,若大于则替换该初值。
5.如权利要求1所述的电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,所有子系统均计算收敛后根据最终确定的共享信息子矩阵、自由向量和状态修正量值、共享节点的前代标志位和回代标志位值得到最终节点状态估计数据,将所有子系统的节点状态估计数据作为此电力系统的最终状态估计数据。
6.如权利要求1所述的电力系统多区域并行状态估计方法,其特征在于,选择Zookeeper系统实现共享数据保持同步的并行数据处理。
7.一种电力系统多区域并行状态估计系统,包括:
预处理模块,被配置为:将指定电力系统划分为不同的子系统,并确定各子系统的内部节点和各子系统中与相邻子系统存在连线的边界节点;
数据获取模块,被配置为:获取各子系统中内部节点的量测数据,边界节点的量测数据,及边界节点上连接线的量测数据;边界节点边界量测数据和连接线量测数据作为与相邻子系统之间的共享数据;
状态估计模块,被配置为:获取各子系统内部节点的初步状态;根据其内部量测并行处理状态估计数据并保持共享数据的同步,且并行处理过程中每次迭代在前代和回代时通过修改共享数据实现区域间数据的交换;各子系统并行修正节点状态值;迭代结束时进行收敛判断,若所有子系统均收敛则结束计算并输出各子系统节点的最终状态值,并将其作为该指定电力系统的状态估计结果;
所述根据其内部量测并行处理状态估计数据并保持共享数据的同步,且并行处理过程中每次迭代在前代和回代时通过修改共享数据实现区域间数据的交换,具体为:将系统共划分为r个子系统,其中子系统SA和子系统SB为相邻子系统,SA和SB之间有Ln条联络边;SA和SB的边界节点为两个子系统的共享部分,这些节点以及联络边相关的信息存储在服务器上,由两个子系统共同读取和操作;子系统SA的节点集合为{AI,AB},子系统SB节点集合为{BI,BB};其中,AI为子系统SA的内部节点集合;AB为子系统SA中与子系统SB相邻的边界节点集合;BI为子系统SB的内部节点集合;BB为与SA相邻的边界节点集合;
所有子系统的迭代计算是同步的,子系统中在进行各节点的计算过程中,子系统内部节点的各操作仅与本子系统中的节点有关,无需与其它子系统交换数据;
各子系统中边界节点的计算过程,不仅与其内部节点相关,还与相邻子系统的关联节点有关;存在消去关系的节点i、k分别归属于子系统SA、SB,通过联络边i‑k相连;其前代计算方向由i指向k,则子系统SA在进行节点i对k的跨子系统前代计算公式为:其中,G为信息矩阵,Δy为自由向量;
子系统SA获取相邻子系统SB中的Gk,i、Gi,k、Gk,k和Δyk的数值,执行完前代操作后,其计算结果传递给子系统SB;在回代过程中,子系统SB在进行完与节点i相连的节点的回代后将计算结果传递给子系统SA,SA完成节点i的回代计算的公式为:Δxi=Δy'i‑∑G'i,kΔxk i→k,i∈AB,k∈BB
式中,Δxi为状态修正变量,节点i属于子系统SA的边界节点集合AB,节点k属于子系统SB的边界节点集合BB,节点i和节点k在回代过程中存在k向i的消去关系;节点i和k以及联络边i‑k的信息作为子系统SA和子系统SB共享的信息,在前代及回代过程中,两个子系统计算的子块中都保存有其值。
8.一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,其特征在于,所述计算机指令被处理器执行时,完成如权利要求1‑6任一所述的电力系统多区域并行状态估计方法。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令,所述计算机指令被处理器运行时,完成如权利要求1‑6任一所述的电力系统多区域并行状态估计方法。